Climate Detectives Projects 2022-2023
Project title: Fighting the flames
Team: Fire Watch
1ο ΓΕΛ Πύργου Pirgos Greece 7 Student’s age: 16-17 years old
The frequency and intensity of fires in our country is increasing every year. Is there a correlation with the increase in temperature and dryness of the atmosphere attributed to climate change?
Η συχνότητα και η ένταση των πυρκαγιών στον τόπο μας αυξάνεται κάθε χρόνο. Υπάρχει συσχέτιση με την αύξηση της θερμοκρασίας και ξηρασίας της ατμόσφαιρας που αποδίδονται σε κλιματική αλλαγή;
Our prefecture is an area with rich forests which, unfortunately, have been severely damaged by successive fires. The outbreak of these fires has sometimes been attributed to man-made interference and sometimes to natural causes. However, their development is strongly influenced by high atmospheric temperatures and a lack of rainfall, particularly from April to mid-September, and by the frequency and speed of the winds. All three factors are climatic factors that are likely to be subject to change beyond their normal variability, so we decided to study the first two of them.
Our programme was carried out in collaboration with the 2nd Primary School of Pyrgos. High school students were put by the teachers in charge of groups of primary school students. All together they collaborated, worked, searched, examined, familiarized and used the possibilities offered by New Technologies, came to conclusions.
As ground measurements we used hourly and monthly atmospheric temperature and precipitation data from the meteorological stations of the National Observatory of Athens (E.A.A.) in Pyrgos and the National Meteorological Service (N.M.S.) in Andravida, areas close to the forest areas under study. We statistically analyzed these data to find the trend of change in the specific physical variables.
As satellite images we used those provided by ESA’s EO Browser and Google Earth.
As other data we used aerial photographs from https://maps.gov.gr/gis/map/. Also, the Forestry Department of Pyrgos provided us with data on the number and extent of fires that occurred in its area of responsibility.
With the images and photographs we measured the changes in the forest cover of the Ancient Olympia basin to assess the magnitude of the consequences of the fires in this sacred land.
Finally, we used the Arduino platform to build a system for measuring humidity, temperature and CO2 in the atmosphere, which could be used for early warning of forest fires.
Ο νομός μας είναι μία περιοχή με πλούσια δάση που, δυστυχώς, αλλεπάλληλες πυρκαγιές τα έχουν λαβώσει βαριά. Το ξέσπασμα αυτών των πυρκαγιών έχει αποδοθεί άλλοτε σε ανθρωπογενή παρέμβαση και άλλοτε σε φυσικά αίτια. Η εξέλιξή τους, όμως, επηρεάζεται έντονα από την υψηλή θερμοκρασία της ατμόσφαιρας και την έλλειψη βροχοπτώσεων κυρίως από τον Απρίλιο έως και τα μέσα Σεπτεμβρίου, καθώς και από τη συχνότητα και την ταχύτητα των ανέμων. Και οι τρεις παράγοντες αποτελούν κλιματικούς παράγοντες που πιθανόν να υπόκεινται σε αλλαγή πέραν της φυσιολογικής μεταβλητότητάς τους, οπότε εμείς αποφασίσαμε να μελετήσουμε τους δύο πρώτους από αυτούς.
Το πρόγραμμά μας πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το 2ο Δημοτικό σχολείο Πύργου. Μαθητές του Λυκείου τέθηκαν από τους εκπαιδευτικούς, επικεφαλής ομάδων μαθητών του Δημοτικού. Όλοι μαζί συνεργάστηκαν, δούλεψαν, αναζήτησαν, εξέτασαν, εξοικειώθηκαν και χρησιμοποίησαν τις δυνατότητες που προσφέρουν οι Νέες Τεχνολογίες, κατέληξαν σε συμπεράσματα.
Ως μετρήσεις εδάφους χρησιμοποιήσαμε ωριαία και μηνιαία δεδομένα ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας και ύψους βροχοπτώσεων, από τους μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (Ε.Α.Α.) στον Πύργο και της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (Ε.Μ.Υ.) στην Ανδραβίδα, περιοχές που βρίσκονται κοντά στις υπό μελέτη δασικές μας περιοχές. Αναλύσαμε στατιστικά αυτά τα δεδομένα για να βρούμε την τάση της μεταβολής των συγκεκριμένων φυσικών μεγεθών.
Ως δορυφορικές εικόνες χρησιμοποιήσαμε τις προσφερόμενες από τον EO Browser της ESA και το Google Earth.
Ως άλλα δεδομένα χρησιμοποιήσαμε αεροφωτογραφίες από το https://maps.gov.gr/gis/map/. Επίσης, το Δασαρχείο Πύργου μας έδωσε δεδομένα πλήθους και έκτασης πυρκαγιών που εκδηλώθηκαν στην περιοχή ευθύνης του.
Με τις εικόνες και τις φωτογραφίες μετρήσαμε τις μεταβολές της δασικής κάλυψης της λεκάνης της Αρχαίας Ολυμπίας για να εκτιμήσουμε το μέγεθος των συνεπειών των πυρκαγιών σε τούτη την ιερή γη.
Τέλος, χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα Arduino για να κατασκευάσουμε σύστημα μετρήσεων υγρασίας, θερμοκρασίας και ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην έγκαιρη ειδοποίηση έναρξης δασικής πυρκαγιάς.
The above data is represented graphically. The statistical study was based on the 95% confidence interval test.
The graph of the monthly mean temperature over time shows that our region is characterised by a long interval of warm months. In fact, the annual mean temperature shows a statistically increasing trend. We have confirmed that the summer months and September, the months when the most destructive fires occur, are becoming warmer. The number of hot days (days with θ>250 C) also seems to be increasing, although we found that this increase is not statistically significant. It therefore seems the length of the dry season is probably increasing, but also the temperatures.
The rainfall charts show that our region has high rainfall rates but at the same time the summer months are characterised by prolonged drought. In fact, although not statistically documented, there is a decrease in the number of rainy days and an increase in precipitation per year. Consequently, rainfall appears to be becoming more violent as we get more rainfall in fewer days.
In fires, we observe a greater number of fires in the summer months, due to the fact that they are hot and dry and there is an increased accumulation of combustible material, but also in April and October because then agricultural work is done that causes a fire. However, the areas burnt in the summer months are tragically larger than in other months. Our average annual burned acreage indicates that long periods of drought preceded years of biblical disasters in our county. The forest cover of Ancient Olympia reveals the general behavior of our forests: the rapid recovery of the Mediterranean forest after disasters (World War II, fires).
In conclusion, the increase in temperature and in drought in the summer months, which may be due to climate change, facilitate the occurrence and spread of fires.
Τα παραπάνω δεδομένα τα αναπαραστήσαμε γραφικά. Η στατιστική μελέτη βασίστηκε στον έλεγχο του 95% διαστημάτων εμπιστοσύνης.
Το γράφημα της διαχρονικής μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας δείχνει ότι η περιοχή μας χαρακτηρίζεται από μεγάλο διάστημα θερμών μηνών. Μάλιστα, η ετήσια μέση θερμοκρασία παρουσιάζει στατιστικά αυξητική τάση. Επίσης, επιβεβαιώσαμε στατιστικά ότι οι καλοκαιρινοί μήνες και ο Σεπτέμβριος, οι μήνες δηλαδή που εκδηλώνονται οι καταστροφικότερες πυρκαγιές, γίνονται θερμότεροι. Το πλήθος των ζεστών ημερών (ημέρες με θ>250 C) δείχνει κι αυτό να αυξάνεται, αν και βρήκαμε ότι αυτή η αύξηση δεν είναι στατιστικά σημαντική. Φαίνεται λοιπόν ότι μάλλον αυξάνεται η διάρκεια της ξηρής περιόδου, αλλά και ότι οι θερμοκρασίες που επικρατούν τότε είναι όλο και υψηλότερες.
Τα διαγράμματα βροχοπτώσεων δείχνουν ότι η περιοχή μας έχει υψηλά ποσοστά βροχοπτώσεων αλλά ταυτόχρονα οι καλοκαιρινοί μήνες χαρακτηρίζονται από παρατεταμένη ανομβρία. Μάλιστα, αν και στατιστικά δεν τεκμηριώνεται, παρατηρείται ελάττωση των ημερών βροχής και αύξηση της βροχόπτωσης ανά έτος. Συνεπώς, οι βροχοπτώσεις φαίνεται να γίνονται όλο και πιο βίαιες καθώς έχουμε μεγαλύτερη ποσότητα ύψους βροχής σε λιγότερες ημέρες.
Στις πυρκαγιές, παρατηρούμε μεγαλύτερο πλήθος τους στους θερινούς μήνες, όπως αναμενόταν λόγω του ότι αυτοί είναι θερμοί και ξηροί και συντελείται αυξημένη συσσώρευση καύσιμης εύφλεκτης ύλης, αλλά και τον Απρίλιο και Οκτώβριο γιατί τότε γίνονται αγροτικές εργασίες που προκαλούν εκδήλωση πυρκαγιάς. Παρόλα αυτά, οι εκτάσεις που καίγονται στους θερινούς μήνες είναι τραγικά μεγαλύτερες από αυτές των άλλων μηνών. Η μέση ετήσια καμένη έκταση μας δείχνει ότι μεγάλες περίοδοι ξηρασίας είχαν προηγηθεί των ετών των βιβλικών καταστροφών στο νομό μας. Η δασική κάλυψη της Αρχαίας Ολυμπίας φανερώνει τη γενικότερη συμπεριφορά των δασών μας: τη γρήγορη ανάκαμψη του μεσογειακού δάσους μετά από καταστροφές (Β΄ Παγκόσμιος πόλεμος, πυρκαγιές).
Συμπερασματικά, η αύξηση της θερμοκρασίας και η αύξηση της ανομβρίας των θερινών μηνών που μπορεί να οφείλονται σε κλιματική αλλαγή, διευκολύνουν την εκδήλωση και εξάπλωση των πυρκαγιών.
In order to help reduce the problem, we created a device that could be used for early detection of fires and changes in sensitive parameters such as temperature or atmospheric composition in high-risk areas. The device could be connected to a central control point in order to have centralized control and comparison of data.
Specifically, we used the Arduino platform to build a system to measure humidity, temperature and CO2 in the atmosphere. This system enabled us to measure the above parameters in real time. These measurements were transmitted wirelessly via GSM connection to a virtual central station. In the event that one or more of the above parameters exceeded a certain value, it was possible to activate a virtual alarm.
The provision could be used in a number of cases, for example in fire prevention. A series of battery-powered devices could be installed at key points in a forest area. A competent agency would continuously receive data from all the sensors, thus having a complete picture of the prevailing conditions in real time. In the event that one or more sensors triggered an alarm on parameters such as temperature or humidity, the responsible agency could put the area under increased surveillance with possible mobilisation of fire-fighting forces. The fact that the location of the sensors would be known to the agency means that it could immediately control the area in question either by using ground forces or even by using a suitably equipped drone that could rapidly go to the area and check with its own sensors. Similarly, in the event that one or more CO2 sensors gave elevated values, which could mean the start of a fire, it could now be stopped much more quickly.
Προκειμένου να βοηθήσουμε στη μείωση του προβλήματος δημιουργήσαμε μια διάταξη η οποία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τον έγκαιρο εντοπισμό πυρκαγιών αλλά και αλλαγών σε ευαίσθητες παραμέτρους όπως η θερμοκρασία ή η σύνθεση της ατμόσφαιρας σε περιοχές υψηλού κινδύνου. Η διάταξη θα μπορούσε να συνδεθεί με ένα κεντρικό σημείο ελέγχου προκειμένου να υπάρχει κεντρικός έλεγχος και σύγκριση των δεδομένων.
Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα Arduino προκειμένου να κατασκευάσουμε ένα σύστημα μετρήσεων υγρασίας, θερμοκρασίας και ποσοστού CO2 στην ατμόσφαιρα. Το συγκεκριμένο σύστημα μας έδωσε τη δυνατότητα να μετράμε σε πραγματικό χρόνο τις παραπάνω παραμέτρους. Οι μετρήσεις αυτές μεταδίδονταν ασύρματα μέσω GSM σύνδεσης σε έναν εικονικό κεντρικό σταθμό. Στην περίπτωση που κάποια ή κάποιες από τις παραπάνω παραμέτρους ξεπερνούσαν μια συγκεκριμένη τιμή, υπήρχε η δυνατότητα να ενεργοποιηθεί ένας εικονικός συναγερμός.
Η διάταξη θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε σειρά περιπτώσεων όπως για παράδειγμα στην πρόληψη πυρκαγιών. Μια σειρά διατάξεων, τροφοδοτούμενων από μπαταρίες, θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε κομβικά σημεία μιας δασικής περιοχής. Μία αρμόδια υπηρεσία θα δεχόταν συνεχώς δεδομένα από όλους τους αισθητήρες, έχοντας έτσι μια πλήρη εικόνα των συνθηκών που επικρατούν σε πραγματικό χρόνο. Στην περίπτωση που ένας ή περισσότεροι αισθητήρες σήμαιναν συναγερμό σε παραμέτρους όπως η θερμοκρασία ή η υγρασία, η αρμόδια υπηρεσία θα μπορούσε να θέσει την περιοχή σε κατάσταση αυξημένης επιτήρησης με πιθανή κινητοποίηση δυνάμεων πυρόσβεσης. Το γεγονός ότι το στίγμα των αισθητήρων θα ήταν γνωστό στην υπηρεσία σημαίνει ότι θα μπορούσε άμεσα να ελέγχει τη συγκεκριμένη περιοχή είτε με χρήση χερσαίων δυνάμεων είτε ακόμα και με τη χρήση ενός αντίστοιχα εξοπλισμένου drone που θα μπορούσε τάχιστα να μεταβεί στην περιοχή και να ελέγξει με τους δικούς του αισθητήρες. Αντίστοιχα, στην περίπτωση που ένας ή περισσότεροι αισθητήρες CO2 έδιναν αυξημένες τιμές, κάτι που θα μπορούσε να σημαίνει την έναρξη μια πυρκαγιάς, αυτή θα μπορούσε πλέον να αναχαιτιστεί πολύ πιο γρήγορα.
This project was automatically translated into English.
Projects are created by the teams and they take the full responsibility of the shared data.
← All projects
EN 
CS 
DA 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
LV 
LT 
NL 
NB 
PL 
PT 
RO 
SK 
SL 
SV 
ES 